FR2560089A1 - Method and device for controlling an arc-welding operation - Google Patents

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Abstract

The subject of the invention is a method and an installation for controlling an operation for electrical arc-welding a joint 30 on a metal workpiece 3. The installation comprises an electrode 11, means for conveying the electrode along the joint to be welded and means for adjusting the various welding parameters. According to the invention, the temperature t of the workpiece 3 to be welded to the face 35 opposite the electrical arc 10 is measured during the welding; the measured temperature t is compared with a reference temperature t' determined in advance and corresponding to the maximum penetration of the arc into the thickness of the workpiece 3 without risk of the metal flowing and, as soon as a variation in the measured temperature t with respect to the reference temperature t', greater than a given deviation is measured, in one direction or the other, an adjustment operation is carried out, in the desired direction, on at least one of the welding parameters in order to bring the measured temperature to the reference temperature.

Description

Procédé et dispositif de controle d'une opération de soudure à arc
L'invention a pour objet un procédé et une installation de controle d'une opération de soudure à arc électrique.
Method and device for controlling an arc welding operation
The subject of the invention is a method and an installation for controlling an electric arc welding operation.

Pour réaliser la soudure d'un joint entre deux pièces métalliques accolées, on utilise une tête de soudure comprenant une électrode et des moyens d'amenée du métal d'apport qui, d'ailleurs, peut constituer lui-même l'électrode . La tête de soudure est normalement placée sur un organe de support lui permettant de défiler à vitesse réglable le long du joint à souder, soit par déplacement de la tête de soudure, soit par déplacement de la pièce. La réalisation de la soudure dépend d'un certain nombre de paramètres tels que l'intensité du courant de soudage, la vitesse d'amenée du métal d'apport, la vitesse de défilement de la tête de soudure le long du joint ou la distance de l'électrode à la pièce. To weld a joint between two adjoining metal parts, use is made of a welding head comprising an electrode and means for supplying the filler metal which, moreover, can itself constitute the electrode. The welding head is normally placed on a support member allowing it to scroll at an adjustable speed along the joint to be welded, either by displacement of the welding head, or by displacement of the part. The completion of the weld depends on a certain number of parameters such as the intensity of the weld current, the speed of feed of the filler metal, the speed of travel of the weld head along the joint or the distance from the electrode to the workpiece.

En effet, dans une opération de soudure, l'arc électrique réalise une zone de fusion pénétrant à l'intérieur de l'épaisseur du métal sur une profondeur qui dépend en premier lieu du courant de soudage mais également de la vitesse d'amenée du métal d'apport, qui refroidit la zone de fusion, et de la vitesse de défilement de la tête de soudure le long du joint, dont dépend le temps pendant lequel l'arc électrique est appliqué en un point donné. Indeed, in a welding operation, the electric arc achieves a melting zone penetrating inside the thickness of the metal over a depth which depends first of all on the welding current but also on the speed of feed of the filler metal, which cools the melting zone, and the speed of travel of the welding head along the joint, on which depends the time during which the electric arc is applied at a given point.

Normalement, l'énergie de l'arc électrique étant absorbée par le métal, la température de la zone de fusion est limitée et correspond à un simple ramollissement du métal, suffisant pour permettre la soudure des deux parties de la pièce. Cependant, si la température devient trop élevée, le métal peut couler et il se produit, du côté opposé à l'arc électrique, des gouttes qui se détachent en saillie et doivent être éliminées. Normally, the energy of the electric arc being absorbed by the metal, the temperature of the melting zone is limited and corresponds to a simple softening of the metal, sufficient to allow the welding of the two parts of the part. However, if the temperature becomes too high, the metal can flow and there are drops on the side opposite the electric arc which protrude and must be removed.

Pour éviter cet inconvénient, on a l'habitude de chanfreiner les deux bords de la pièce à souder de façon à former sur les deux parties de la pièce deux talons qui viennent s'accoler, pour former, sur les deux faces opposées de la pièce, deux sillons dans lesquels sont réalisés deux cordons de soudure. De la sorte, si le métal vient à couler, il se forme des gouttelettes dans la partie chanfreinée de l'autre coté du talon et celles-ci peuvent être éliminées par meulage et recouvertes par le deuxième cordon de soudure effectué ensuite par reprise de la soudure à l'envers de la pièce. Celle-ci doit, pour cela, être généralement retournée à moins d'effectuer une soudure à l'envers ce qui présente des difficultés. Il est donc préférable, quand on le peut, de réaliser le chanfrein sur une seule face de la pièce métallique, les deux talons étant accolés sur l'autre face.Mais, dans ce cas, il est plus difficile d'éliminer les inconvénients dûs à des coulées locales du métal puisque l'on ne prévoit pas de reprise à l'envers. En outre, cette disposition augmente les problèmes dûs à des défauts d'accostage par manque de rotondité et aux défauts d'usinage. D'une façon générale, les préparations avant soudage et la réparation des défauts de celui-ci représentent un coût élevé. To avoid this drawback, it is customary to chamfer the two edges of the part to be welded so as to form on the two parts of the part two heels which come to join, to form, on the two opposite faces of the part , two grooves in which two weld seams are made. In this way, if the metal flows, droplets are formed in the chamfered part on the other side of the heel and these can be removed by grinding and covered by the second weld bead then carried out by resumption of the weld on the back of the part. This must, for this, be generally returned unless performing a reverse weld which presents difficulties. It is therefore preferable, when possible, to make the chamfer on one side of the metal part, the two heels being placed side by side, but in this case it is more difficult to eliminate the drawbacks due to local casting of the metal since there is no provision for reverse recovery. In addition, this arrangement increases the problems due to docking faults due to lack of roundness and to machining faults. In general, the preparations before welding and the repair of the defects thereof represent a high cost.

Pour éviter ces inconvénients et faciliter la réalisation de soudure sur une seule face de la pièce, l'invention a pour objet un procédé de contrôle de la soudure permettant, en jouant sur l'un au moins des paramètres de soudure, de controler et d'ajuster en permanence la pénétration de l'arc de façon à éviter la coulée du métal. On peut de la sorte simplifier la forme des préparations et éviter les reprises envers. To avoid these drawbacks and facilitate the production of welding on one side of the part, the invention relates to a welding control process allowing, by playing on at least one of the welding parameters, to control and '' continuously adjust arc penetration to prevent metal from leaking. In this way, we can simplify the form of the preparations and avoid reversals.

Conformément à l'invention, on mesure, au cours du soudage, la température de la pièce à souder sur la face opposée à l'arc électrique, on compare la température mesurée à une température de référence déterminée à l'avance et correspondant à la pénétration maximale de l'arc dans ltépais- seur de la pièce sans risque de coulée du métal et, dès que l'on enregistre une variation de la température mesurée par rapport à la température de référence supérieure à un écart donné dans un sens ou dans l'autre, on agit dans le sens voulu sur l'un au moins des paramètres de soudage pour ramener la température mesurée à la température de référence. In accordance with the invention, the temperature of the part to be welded on the face opposite the electric arc is measured during welding, the temperature measured is compared to a reference temperature determined in advance and corresponding to the maximum penetration of the arc into the thickness of the part without risk of metal casting and, as soon as a variation in the measured temperature compared to the reference temperature is recorded greater than a given deviation in one direction or in the other, one acts in the desired direction on at least one of the welding parameters to bring the measured temperature to the reference temperature.

On a observé en effet que les coulées de métal étaient dues à une pénétration trop grande de l'arc électrique dans l'épaisseur de la pièce car, lorsque l'épaisseur de métal n'est plus suffisante pour absorber l'énergie de l'arc, la température monte brutalement et produit une coulée du métal. It has been observed in fact that the metal flows were due to too great penetration of the electric arc into the thickness of the part because, when the metal thickness is no longer sufficient to absorb the energy of the arc, the temperature rises sharply and produces a flow of metal.

Or, la profondeur de pénétration de l'arc dépend, d'une façon assez régulière, des paramètres de soudage et de la composition du métal soudé. Il est donc possible, en faisant des essais sur un échantillon de la pièce soumis à des conditions de soudure analogues à celles de l'opération à effectuer, de déterminer à l'avance la profondeur de pénétration optimale permettant d'assurer le soudage de la pièce dans les meilleures conditions sans risque de coulée du métal. On peut alors, selon les caractéristiques essentielles de l'invention, mesurer la température de la pièce sur la face opposée à l'arc électrique ou, en tout cas, à proximité de celle-ci. On s aperçoit en effet que, à mesure qu'augmente la pénétration de l'arc dans l'épaisseur de la pièce, la température mesurée sur la face opposée aug mente régulièrement.Mais si la pénétration est trop forte et qu'il se produit une coulée du métal, on enregistre à cet instant une augmentation brusque de la température qui peut être facilement repérée. Si l'on reproduit la soudure sur une pièce du même métal et dans des conditions analogues, cette température est conservée. On peut donc déterminer à l'avance, sur un échantillon, une température de référence correspondant à la pénétration optimale de l'arc électrique sans risque de coulée du métal. D'une façon plus générale, on peut aussi déterminer une fourchette de température entre une température minimale pour laquelle la pénétration ne serait pas suffisante et une température maximale à partir de laquelle la coulée du métal serait imminente. However, the arc penetration depth depends fairly regularly on the welding parameters and the composition of the welded metal. It is therefore possible, by carrying out tests on a sample of the part subjected to welding conditions similar to those of the operation to be carried out, to determine in advance the optimal penetration depth allowing the welding of the part in the best conditions without risk of metal pouring. It is then possible, according to the essential characteristics of the invention, to measure the temperature of the room on the face opposite to the electric arc or, in any case, close to the latter. We can see that, as the penetration of the arc increases in the thickness of the workpiece, the temperature measured on the opposite face increases regularly, but if the penetration is too strong and it occurs a casting of the metal, a sudden increase in temperature is recorded at this instant which can be easily identified. If the welding is reproduced on a piece of the same metal and under analogous conditions, this temperature is preserved. It is therefore possible to determine in advance, on a sample, a reference temperature corresponding to the optimal penetration of the electric arc without risk of metal casting. More generally, one can also determine a temperature range between a minimum temperature for which penetration would not be sufficient and a maximum temperature from which the pouring of the metal would be imminent.

Pour controler en permanence l'opération de soudure, on peut alors, ayant mesuré la température de la face de la pièce à souder opposée à l'arc électrique, la comparer à une température de référence et utiliser un dispositif de régulation permettant d'agir sur l'un au moins des paramètres de soudure tels que le courant de soudage, la vitesse d'amenée du métal d'apport ou la vitesse de défilement, pour agir dans le sens permettant de ramener la température mesurée à la température de référence ou en tout cas dans une fourchette donnée. To permanently control the welding operation, we can then, having measured the temperature of the face of the workpiece opposite the electric arc, compare it to a reference temperature and use a regulating device to act on at least one of the welding parameters such as the welding current, the feed rate of the filler metal or the running speed, to act in the direction allowing the measured temperature to be brought back to the reference temperature or in any case within a given range.

Pour mesurer les températures, il est particulièrement avantageux, selon une caractéristique de l'invention, d'utiliser un capteur du rayonnement infra-rouge émis par la zone soudée. Ce capteur peut être placé derrière le joint de soudage et relié par une fibre optique à un convertisseur qui transforme le rayonnement capté en une tension proportionnelle à la température. Cette tension peut être comparée à une tension de référence correspondant à la température déterminée par les essais, la différence de tension étant affichée sur le dispositif de régulation des paramètres de soudure. To measure temperatures, it is particularly advantageous, according to a characteristic of the invention, to use a sensor of the infrared radiation emitted by the welded zone. This sensor can be placed behind the welding joint and connected by an optical fiber to a converter which transforms the received radiation into a voltage proportional to the temperature. This voltage can be compared to a reference voltage corresponding to the temperature determined by the tests, the voltage difference being displayed on the device for regulating the welding parameters.

Mais l'invention sera mieux comprise en se référant à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés. However, the invention will be better understood by referring to a particular embodiment, given by way of example and shown in the accompanying drawings.

La figure 1 est une vue générale schématique#d'une installation de soudage munie d'un dispositif selon l'invention. Figure 1 is a schematic general view # of a welding installation provided with a device according to the invention.

La figure 2 est une vue schématique de l'ensemble du dispositif de controle. Figure 2 is a schematic view of the entire control device.

La figure 3 est une vue de détail du joint à souder, à échelle agrandie. Figure 3 is a detailed view of the weld joint, on an enlarged scale.

Sur la figure 1, on a représenté une installation de soudure com prenant une tête de soudure 1 montée sur un support 2 de façon à exécuter une soudure sur une pièce métallique 3 qui, dans l'exemple représenté, est une virole montée sur des galets 24. In Figure 1, there is shown a welding installation com taking a welding head 1 mounted on a support 2 so as to perform a weld on a metal part 3 which, in the example shown, is a ferrule mounted on rollers 24.

La tête de soudure 1 comprend, de façon schématique, un fil enroulé sur un treuil 12 et constituant l'électrode et le métal d'apport. The welding head 1 schematically comprises a wire wound on a winch 12 and constituting the electrode and the filler metal.

La vitesse de rotation du treuil 12 peut être commandée par un moteur 13 pour déterminer l'avancement à vitesse réglable de l'électrode 11 dans un guide 14 solidaire de l'organe de support 2, de façon à obtenir une distance pièce-électrode constante au fur et à mesure de la fusion de l'électrode consommable 11. On peut réaliser un soudage sous flux ou en fil fourré.The speed of rotation of the winch 12 can be controlled by a motor 13 to determine the advancement at adjustable speed of the electrode 11 in a guide 14 integral with the support member 2, so as to obtain a constant part-electrode distance as the consumable electrode 11 melts. Welding can be carried out under flux or with cored wire.

L'électrode est reliée d'autre part à une borne d'un générateur électrique 18 fournissant une tension réglable et dont l'autre borne est reliée à la pièce. The electrode is also connected to a terminal of an electric generator 18 providing an adjustable voltage and the other terminal of which is connected to the workpiece.

L'ensemble est monté sur le support 2 qui peut comprendre un bras horizontal 21 monté coulissant suivant deux ou trois directions sur un pilier 22 de façon à pouvoir venir se placer à l'endroit voulu devant le joint à souder et à se déplacer le long de celui-ci avec une vitesse de défilement variable. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement le moyen de commande du défilement à vitesse variable par un moteur 23 commandant les galets 24 d'entrainement en rotation de la virole 3 mais il est bien évident que l'on pourrait employer tout autre moyen de commande du défilement de la tête de soudure le long du joint ; par exemple, la pièce à souder 3 étant fixe, on pourrait déplacer la tête de soudure 1 le long du joint 30 au moyen d'un pignon entrainé par un moteur à vitesse réglable et engrenant sur une crémaillère solidaire du bras 21. The assembly is mounted on the support 2 which may include a horizontal arm 21 mounted to slide in two or three directions on a pillar 22 so as to be able to be placed at the desired location in front of the joint to be welded and to move along of it with a variable scrolling speed. In Figure 2, there is schematically shown the variable speed scrolling control means by a motor 23 controlling the rollers 24 for rotating the ferrule 3 but it is obvious that any other means could be used. control of the running of the welding head along the joint; for example, the part to be welded 3 being fixed, the welding head 1 could be moved along the joint 30 by means of a pinion driven by a motor with adjustable speed and meshing on a rack fixed to the arm 21.

On voit ainsi que l'on dispose d'un certain nombre de moyens permettant de régler les différents paramètres de soudure
- le moteur 13 et le treuil 12 règlent la distance de l'électrode à la pièce métallique et la vitesse d'amenée du métal d'apport lorsque celui-ci est porté par le même fil 11.
It can thus be seen that there are a number of means available for adjusting the various welding parameters.
the motor 13 and the winch 12 regulate the distance from the electrode to the metal part and the speed of supply of the filler metal when the latter is carried by the same wire 11.

- le générateur 18 règle la tension de l'arc électrique ;
- des moyens tel que le moteur 23 règlent la vitesse de défilement de la tête de soudure le long du joint.
- The generator 18 regulates the voltage of the electric arc;
- Means such as the motor 23 regulate the running speed of the welding head along the joint.

Comme on l'a représenté sur la figure 3, les deux pièces 32, 33 sont munies de chanfreins 31 sur une seule face, du côté de l'arc électrique 10 de façon à ménager deux talons 34 qui viennent en contact sur l'autre face 35. C'est de ce coté, opposé à l'arc électrique 10, que l'on place, selon l'invention, un capteur de température 4, aussi près que possible de la face 35 des pièces à souder. As shown in Figure 3, the two parts 32, 33 are provided with chamfers 31 on one side, on the side of the electric arc 10 so as to provide two heels 34 which come into contact on the other face 35. It is on this side, opposite to the electric arc 10, that a temperature sensor 4 is placed, according to the invention, as close as possible to the face 35 of the parts to be welded.

Sur la figure 3 qui est une vue de détail à échelle agrandie, du joint 30 , on a représenté les deux parties 32 et 33 à souder sur lesquelles ont été ménagé les chanfreins 31, ainsi que l'électrode 11 produisant un arc électrique 10 . Celui-ci pénètre dans l'épaisseur de la pièce métallique sur une zone 36 qui s'étend jusqu'd une distance (e) de la face 35 de la pièce opposée à l'arc électrique 10. Comme on l'a indiqué, la chaleur de l'arc électrique est absorbée par le métal qui se met à couler si liépais- seur (e) est trop faible. In FIG. 3 which is a detail view on an enlarged scale, of the joint 30, the two parts 32 and 33 to be welded on which the chamfers 31 have been shown, as well as the electrode 11 producing an electric arc 10. This penetrates into the thickness of the metal part over an area 36 which extends up to a distance (e) from the face 35 of the part opposite the electric arc 10. As indicated, the heat from the electric arc is absorbed by the metal which starts to flow if the thickness is too low.

Pour régler cette distance (e) et par conséquent la profondeur de pénétration de l'arc électrique dans le joint, on utilise un dispositif de régulation 40 commandé par le capteur de température 4. A cet effet, de façon avantageuse, le capteur 4 placé derrière le joint 30 capte le rayonnement infra-rouge émis par le joint 30 et qui est fonction de la température du métal sur la face 35 et par conséquent de la distance (e) et de la profondeur de pénétration de l'arc. Le rayonnement capté est transmis par une fibre optique 41 à un transmetteur dXinfra-rouge 42 constitué par un convertisseur transformant le rayonnement capté en une tension électrique proportionnelle à la température (t).Cette tension est appliquée à un compara teur 43 pour être comparée à une tension fixe correspondant à une température de référence (t') et affichée en permanence sur le comparateur 43. Le résultat de la comparaison (t - t') est appliqué à des éléments d'interface 44 qui donnent un ordre de réglage à l'un au moins des moyens 13s 18, 23 pour faire varier l'un au moins des paramètres de soudage de façon à annuler la différence comparée (t - t') ou bien à la maintenir dans une fourchette fixée.Si par exemple, on constate que la température mesurée (t) dépasse la température de référence (t') d'une valeur trop élevée, un élément d'interface 44 peut commander, par exemple, le réglage du générateur électrique 18 pour déterminer une légère baisse de tension ou bien faire varier la vitesse du moteur 17 ou du moteur 23 pour augmenter la vitesse d'amenée du métal d'apport ou bien la vitesse de défilement de la tête de soudure devant le joint 30 Il en est de même en sens inverse, si la température mesurée (t) descend trop bas au-dessous de la température de référence (t') ce qui voudrait dire que la distance (e) est trop grande, la profondeur de pénétration de l'arc étant insuffisante. On peut choisir le paramètre de soudage sur lequel on agit pour obtenir une réaction quasiimmédiate du dispositif.  To adjust this distance (e) and therefore the depth of penetration of the electric arc into the joint, a regulating device 40 is used controlled by the temperature sensor 4. For this purpose, advantageously, the sensor 4 placed behind the joint 30 captures the infrared radiation emitted by the joint 30 and which is a function of the temperature of the metal on the face 35 and therefore of the distance (e) and the penetration depth of the arc. The captured radiation is transmitted by an optical fiber 41 to an infrared transmitter 42 constituted by a converter transforming the captured radiation into an electric voltage proportional to the temperature (t). This voltage is applied to a comparator 43 to be compared with a fixed voltage corresponding to a reference temperature (t ') and permanently displayed on the comparator 43. The result of the comparison (t - t') is applied to interface elements 44 which give an adjustment order to the at least one of the means 13s 18, 23 for varying at least one of the welding parameters so as to cancel the compared difference (t - t ') or to keep it within a fixed range. notes that the measured temperature (t) exceeds the reference temperature (t ') by too high a value, an interface element 44 can control, for example, the adjustment of the electric generator 18 to determine a slight drop in voltage or do well var ier the speed of the motor 17 or of the motor 23 to increase the speed of supply of the filler metal or the speed of travel of the welding head in front of the joint 30 The same is true in the opposite direction, if the temperature measured (t) drops too low below the reference temperature (t ') which would mean that the distance (e) is too great, the penetration depth of the arc being insufficient. You can choose the welding parameter on which you act to obtain an almost immediate reaction of the device.

Grâce à une telle disposition, il est possible de réaliser dans d'excellentes conditions un joint de la forme représentée sur la figure, c'est à dire dans lequel le cordon de soudure est réalisé sur une seule face de la pièce sans qu'il soit nécessaire d'exécuter un cordon sur l'autre face ni d'usiner celle-ci pour éliminer les parties où le métal aurait coulé et traversé le joint. Thanks to such an arrangement, it is possible to produce in excellent conditions a joint of the shape shown in the figure, that is to say in which the weld bead is produced on one side of the part without it it is necessary to run a bead on the other side or to machine it to eliminate the parts where the metal would have flowed and passed through the joint.

On notera, comme on l'a indiqué dans la figure 1, que l'ensemble du dispositif de régulation 40 peut être écarté de la soudure et placé par exemple sur le bras horizontal 21, seul le capteur 4 étant disposé audessous du joint à souder et soumis à une haute température, par exemple à l'extrémité d'un tube de support dans lequel est placée la fibre optique 41 assurant la liaison avec le dispositif de régulation 40. L'utilisation d'une fibre optique permet également de viser le joint de façon à placer le capteur avec une grande précision dans les conditions les plus hostiles, la visée pouvant être réalisée par un spot lumineux. D'autre part, le transmetteur 42 est associé avantageusement à un enregistreur 48 et à un dispositif d'affichage digital 46. It will be noted, as indicated in FIG. 1, that the whole of the regulation device 40 can be moved away from the weld and placed for example on the horizontal arm 21, only the sensor 4 being disposed below the joint to be welded. and subjected to a high temperature, for example at the end of a support tube in which is placed the optical fiber 41 ensuring the connection with the regulating device 40. The use of an optical fiber also makes it possible to target the attached so as to place the sensor with great precision in the most hostile conditions, aiming can be achieved by a light spot. On the other hand, the transmitter 42 is advantageously associated with a recorder 48 and with a digital display device 46.

Avant de faire une soudure, on prend une éprouvette du même métal que la pièce à souder 3 et l'on réalise la soudure dans des conditions analogues à celles qui doivent être employées. A la fin de l'essai, on peut vérifier en chaque point la pénétration de l'arc, par exemple au moyen d'un examen radiographique ou macrographique. On en déduit donc une relation entre la pénétration de l'arc et la température mesurée ou la tension fournie par le transmetteur 42. Before making a weld, a test tube of the same metal as the piece to be welded 3 is taken and the weld is carried out under conditions analogous to those which must be used. At the end of the test, the arc penetration can be checked at each point, for example by radiographic or macrographic examination. A relationship is therefore deduced therefrom between the arc penetration and the measured temperature or the voltage supplied by the transmitter 42.

On peut aussi faire varier successivement les paramètres de soudure pour vérifier leurs influences sur la pénétration de l'arc. De la sorte, on définit la fourchette de température qui doit régner sous la pièce pour que la pénétration de l'arc se trouve dans les limites fixées. It is also possible to successively vary the welding parameters to check their influences on the arc penetration. In this way, we define the temperature range which must prevail under the part so that the penetration of the arc is within the fixed limits.

On définit ainsi la température de référence (t') ou bien la fourchette dans laquelle la température mesurée doit être maintenue. This defines the reference temperature (t ') or the range within which the measured temperature must be maintained.

On peut alors procéder à la soudure sur la pièce à souder 3 qui est de même nature et de même épaisseur que l'éprouvette. Ayant mis en place la tête de soudure et le capteur de température, on choisit une vitesse de défilement et on augmente l'intensité de l'arc jusqu'à avoir une température mesurée comprise dans la fourchette prévue. La soudure peut alors se poursuivre automatiquement, le dispositif de régulation agissant sur l'un des paramètres de soudage, par exemple l'intensité de l1arc, pour maintenir la température au niveau souhaité. De la sorte, on peut obtenir tout le long du joint de soudure une profondeur optimale de pénétration sans risque de coulée du métal. We can then proceed to welding on the workpiece 3 which is of the same nature and the same thickness as the test piece. Having installed the welding head and the temperature sensor, a scrolling speed is chosen and the intensity of the arc is increased until a measured temperature lies within the range provided. The welding can then continue automatically, the regulating device acting on one of the welding parameters, for example the intensity of the arc, to maintain the temperature at the desired level. In this way, an optimal depth of penetration can be obtained all along the weld joint without the risk of metal pouring.

On peut aussi faire des essais à l'avance pour des natures de métal utilisées couramment et pour différentes épaisseurs. On pourra en tirer des courbes qui permettront, pour un métal et une épaisseur déterminés, de définir les températures de référence sans avoir à faire un nouvel essai. One can also make tests in advance for types of metal commonly used and for different thicknesses. We will be able to draw curves which will allow, for a given metal and thickness, to define the reference temperatures without having to make a new test.

Mais l'invention ne se limite évidemment pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit, d'autres variantes et d'autres perfectionnements pouvant être imaginés sans sortir du cadre de protection revendiqué. However, the invention is obviously not limited to the details of the embodiment which has just been described, other variants and other improvements which can be imagined without departing from the claimed protective framework.

En particulier, le système qui a été décrit est adaptable à tout type de soudage et permet de choisir le paramètre de soudage sur lequel on désire agir. In particular, the system which has been described is adaptable to any type of welding and makes it possible to choose the welding parameter on which it is desired to act.

D'autre part, il est facile, dans le procédé selon l'invention, de prendre en compte la température de préchauffage, ou la présence par exemple d'une latte de protection, puisqu'il suffit de faire l'essai préalable dans les mêmes conditions. On notera également que le dispositif permet de mesurer en permanence la température de la pièce et qu'il est facile, si l'on enregistre les températures en fonction du déplacement de la tête de soudure le long du joint, de situer des défauts qui pourraient être décelés par la suite et qui seraient dûs à une pénétration insuffisante ou trop importante.  On the other hand, it is easy, in the process according to the invention, to take into account the preheating temperature, or the presence for example of a protective batten, since it suffices to make the preliminary test in the same conditions. It will also be noted that the device makes it possible to continuously measure the temperature of the part and that it is easy, if the temperatures are recorded as a function of the displacement of the welding head along the joint, to locate faults which could be detected later and which are due to insufficient or too much penetration.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1.- Procédé de contrôle d'une opération de soudure à arc électrique dans une installation comportant des moyens (1) de formation d'un arc électrique entre une électrode (11) et un joint (30) à souder sur une pièce métallique (3), des moyens d'amenée d'un métal d'apport, des moyens de commande du défilement de l'électrode (11) le long du joint à souder (30), et des moyens de réglage des paramètres de soudage tels que la tension de l'arc électrique, la vitesse d'amenée du métal d'apport et la vitesse de défilement, caractérisé par le fait que l'on mesure, au cours du soudage, la température de la pièce à souder (3) sur la face (35) opposée à l'arc électrique(10), que l'on compare la température mesurée (t) à une température de référence (t') déterminée à l'avance et correspondant à la pénétration maximale de l'arc (10) dans l'épaisseur de la pièce (3) sans risque de coulée du métal et que, dès que l'on enregistre une variation (t-t') de la température mesurée (t) par rapport à la température de référence (t') supérieure à un écart donné dans un sens ou dans l'autre, on agit dans le sens voulu sur l'un au moins des paramètres de soudage pour ramener la température mesurée à la température de référence. 1.- Method for controlling an electric arc welding operation in an installation comprising means (1) for forming an electric arc between an electrode (11) and a joint (30) to be welded to a metal part ( 3), means for supplying a filler metal, means for controlling the movement of the electrode (11) along the joint to be welded (30), and means for adjusting the welding parameters such as the voltage of the electric arc, the feed speed of the filler metal and the running speed, characterized in that the temperature of the workpiece (3) is measured during welding the face (35) opposite the electric arc (10), which is compared the measured temperature (t) to a reference temperature (t ') determined in advance and corresponding to the maximum penetration of the arc (10) in the thickness of the part (3) without risk of metal pouring and that, as soon as a variation (t-t ') of the measured temperature (t) with respect to the temperature is recorded Reference ture (t ') greater than a given deviation in one direction or the other, one acts in the desired direction on at least one of the welding parameters to bring the measured temperature to the reference temperature. 2.- Procédé de contrale de soudure selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température de référence (t') est déterminée à l'avance par observation du comportement d'un échantillon du métal de la pièce (3) soumis à des conditions de soudure analogues à celles de l'opération à effectuer. 2.- welding control method according to claim 1, characterized in that the reference temperature (t ') is determined in advance by observing the behavior of a sample of the metal of the part (3) subjected to welding conditions similar to those of the operation to be performed. 3.- Procédé de contrôle de soudure selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on détermine la température à partir du rayonnement infra-rouge capté derrière le joint de soudage (30) et transformé en une tension proportionnelle à la température mesurée (t) que l'on compare à une tension de référence correspondant à la température de référence (t') pour assurer la régulation de l'un au moins des paramètres de soudage à partir de la différence des tensions comparées. 3.- welding control method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the temperature is determined from the infrared radiation collected behind the welding joint (30) and transformed into a voltage proportional to the measured temperature (t) which is compared to a reference voltage corresponding to the reference temperature (t ') to ensure the regulation of at least one of the welding parameters from the difference of the compared voltages . 4.- Installation de soudure électrique d'un joint (30) sur une pièce métallique (3), comprenant une tête de soudure (1) munie de moyens (18) de formation d'un arc (10) sous une tension #réglable entre le joint (30) à souder et une électrode (11) et des moyens (12, 13) d'amenée d'un métal d'apport à une vitesse réglable, un organe (2) de support de la tête de soudure (1) et des moyens (23) de commande du défilement à vitesse réglable de la tête de soudure (1) le long du joint à souder(30), caractérisé par le fait qu'elle comporte un dispositif (4) de mesure de la température (t) de la pièce à souder (3) sur la face (35) du joint (30) opposée à l'arc électrique (10) et un dispositif de régulation (40) comprenant un moyen (43) de comparaison de la température mesurée (t) avec une température de référence (t') déterminée à l'avance et correspondant å la pénétration optimale de l'arc électrique (10) sans risque de coulée du métal et des moyens (13, 18, 23) de réglage de l'un au moins des paramètres de soudure dans le sens permettant de maintenir le résultat (t-t') de la comparaison des tenp4- ratures dans une fourchette donnée 4.- Installation of electrical welding of a joint (30) on a metal part (3), comprising a welding head (1) provided with means (18) for forming an arc (10) under a voltage # adjustable between the joint (30) to be welded and an electrode (11) and means (12, 13) for supplying a filler metal at an adjustable speed, a member (2) for supporting the welding head ( 1) and means (23) for controlling the scrolling at an adjustable speed of the welding head (1) along the joint to be welded (30), characterized in that it comprises a device (4) for measuring the temperature (t) of the workpiece (3) on the face (35) of the seal (30) opposite the electric arc (10) and a regulation device (40) comprising a means (43) for comparing the measured temperature (t) with a reference temperature (t ') determined in advance and corresponding to the optimal penetration of the electric arc (10) without risk of the metal and the means (13, 18, 23) of setting at least one of the p welding arameters in the direction allowing to maintain the result (t-t ') of the comparison of tenures in a given range 5.- Installation de soudure électrique selon la revendication 43 caractérisé par le fait que le dispositif de mesure de la température comprend un capteur (4) du rayonnement infra-rouge émis derrière le Joint à souder (30), relié par une fibre optique (41) à un convertisseur (42) du rayonnement capté en une tension électriquey le dispositif de régulation (40) comprenant un comparateur (43) de la tension correspondant au rayonnement à une tension de comparaison correspondant à la température de réfé- rence (t') et un moyen (44) de réglage de l'un au moins des paramètres de soudure commandé à partir du résultat de la comparaison dans le sens permettant le maintien de celui-ci dans une fourchette donnée.  5.- Installation of electrical welding according to claim 43 characterized in that the temperature measuring device comprises a sensor (4) of the infrared radiation emitted behind the joint to be welded (30), connected by an optical fiber ( 41) to a converter (42) of the radiation received into an electric voltage by the regulation device (40) comprising a comparator (43) of the voltage corresponding to the radiation at a comparison voltage corresponding to the reference temperature (t ' ) and means (44) for adjusting at least one of the welding parameters controlled from the result of the comparison in the direction allowing it to be maintained within a given range.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1319461A1 (en) * 2001-12-14 2003-06-18 Samsung Electronics Co. Ltd. Automatic arc welding apparatus and method of controlling
US20170157693A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-08 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for automated root pass welding
CN112074369A (en) * 2018-04-26 2020-12-11 三菱电机株式会社 Circumferential welding method and circumferential welding device
DE102020210988A1 (en) 2020-08-31 2022-03-03 Fronius International Gmbh Laser hybrid welding process and laser hybrid welding device for welding workpieces
CN114473142A (en) * 2022-03-04 2022-05-13 唐山松下产业机器有限公司 Welding arc striking energy control method and device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3567899A (en) * 1966-03-30 1971-03-02 North American Rockwell Weld-penetration control
US3627972A (en) * 1970-01-30 1971-12-14 North American Rockwell Weld control
US4375026A (en) * 1981-05-29 1983-02-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Weld quality monitor
US4399346A (en) * 1981-05-29 1983-08-16 Kearney Frank W Optoelectronic weld travel speed sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3567899A (en) * 1966-03-30 1971-03-02 North American Rockwell Weld-penetration control
US3627972A (en) * 1970-01-30 1971-12-14 North American Rockwell Weld control
US4375026A (en) * 1981-05-29 1983-02-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Weld quality monitor
US4399346A (en) * 1981-05-29 1983-08-16 Kearney Frank W Optoelectronic weld travel speed sensor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1319461A1 (en) * 2001-12-14 2003-06-18 Samsung Electronics Co. Ltd. Automatic arc welding apparatus and method of controlling
US20170157693A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-08 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for automated root pass welding
US10610946B2 (en) * 2015-12-07 2020-04-07 Illinois Tool Works, Inc. Systems and methods for automated root pass welding
CN112074369A (en) * 2018-04-26 2020-12-11 三菱电机株式会社 Circumferential welding method and circumferential welding device
DE102020210988A1 (en) 2020-08-31 2022-03-03 Fronius International Gmbh Laser hybrid welding process and laser hybrid welding device for welding workpieces
CN114473142A (en) * 2022-03-04 2022-05-13 唐山松下产业机器有限公司 Welding arc striking energy control method and device
CN114473142B (en) * 2022-03-04 2024-05-14 唐山松下产业机器有限公司 Welding arc striking energy control method and device

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